基于遗传算法的船舶螺旋桨优化设计

船舶螺旋桨的设计主要分为理论法与图谱法,目前,图谱法设计已有成熟的计算程序与之匹配,采用遗传算法搜索进行船舶螺旋桨优化设计是一条新的思路。采用Wageningen B图谱的回归多项式,利用遗传算法的高效、并行、基于适应度函数的搜索法,进行螺旋桨优化设计,将螺旋桨直径、螺距比和盘面比作为设计变量,空泡性能作为约束条件,在保证目标转速的前提下优化船舶航速。经优化设计实例计算表明,遗传算法适用于船舶螺旋桨的优化设计。     

基于NAPA的螺旋桨图谱设计模块开发研究

在船舶设计专用软件-NAPA的基础上进行了螺旋桨图谱设计的模块开发,着重研究了螺旋桨设计参数的输入、图谱的数值处理和图形生成等问题.该模块的开发研究,为船用螺旋桨的计算机辅助设计探索了一条有效的新途径.     

基于√Bp—δ图谱的螺旋桨计算机初步和终结设计

本文是在√Ｂｐ－δ设计图谱多项式表达的基础上编制的螺旋浆图谱设计计算机程序，能适用于各种类型的螺旋浆系列，参数按表型数据文件填入，简单明了，可按不同要求进行初步设计和终结设计，速度快，结果精确，并可对一已知浆进行性能预报。是船厂和设计部门实用的计算机软件，有着良好的推广和应用前景。     

大侧斜螺旋桨水动力数值图谱构建与应用研究

CFD方法的快速发展为螺旋桨水动力图谱构建提供了新的手段。针对大侧斜螺旋桨设计的强烈需求，以INSEAN E1619为母型桨拓展形成大侧斜螺旋桨系列方案，利用CFD方法开展大侧斜桨敞水虚拟试验，然后通过多元回归分析实现敞水结果的数字化表达，并对表达结果进行校验，在此基础上完成大侧斜螺旋桨水动力数值图谱设计程序开发和实例应用分析。经校验证明，回归多项式计算精度可满足数值图谱的开发要求。实例应用分析结果表明：相比B-系列螺旋桨图谱，在直径不受限制的条件下，本数值图谱设计方案效率与之相当，最佳直径偏小6%左右；在直径受限的条件下，本数值图谱设计方案效率偏高，文中实例给定直径下偏高约7%。该数值图谱可为低噪声大侧斜螺旋桨初步设计阶段的推进性能评估和推进系统参数选型提供新的手段和工具。     

螺旋桨选型的图谱应用

由于螺旋桨是船舶推进系统的重要组成部分,因而螺旋桨的选型设计是船舶建造设计中非常重要的工作。通过初步选型和最终选型2个步骤,利用图谱并结合在工作中的实际案例介绍了螺旋桨选型的具体方法和以最佳直径为指标的选型方法。     

船舶螺旋桨设计方法的回顾与展望

船舶螺旋桨设计一般可分为图谱设计和理论设计两种,为满足螺旋浆越来越高的性能要求,对这两种设计方法的发展历史及其各自的优缺点分别进行了阐述。经比较分析,面元法能为螺旋浆的设计提供可靠的理论基础和计算手段,并且对船舶螺旋桨的研究方法进行了展望。     

极地破冰船螺旋桨设计探讨

螺旋桨是船舶的核心部件，破冰船螺旋桨性能的优劣直接关系到全船的快速性能、破冰性能、振动噪声性能和安全航行性能，故冰级螺旋桨设计是破冰船设计过程中的关键环节，需要确保螺旋桨性能满足设计指标要求。冰级螺旋桨运行于冰水环境，螺旋桨设计时需要考虑冰块对螺旋桨的影响，而国内在冰级螺旋桨设计方面缺少经验。该文在对冰级螺旋桨特点分析基础上，建立了冰级螺旋桨设计流程（IPDP）,以一型PC2级重型破冰船螺旋桨设计为例，给出了设计结果和模型试验的验证结果。研究表明：冰级螺旋桨负荷重、工况多，其设计流程不同于常规螺旋桨，需要特别关注螺旋桨主参数与船型参数的迭代设计，既要验证敞水域航行的快速性能和振动性能，又要验证冰区航行的快速性能和螺旋桨强度性能等；对高冰级螺旋桨，需要设计成桨叶可拆式定距桨型式，方便单片桨叶的维修更换。     

B型图谱桨参数化建模与水动力分析

螺旋桨是水下设备推进系统中的核心零件，图谱桨是螺旋桨中的一种，其下又细分为B型、Ka型、AU型、MAU型等。其中，B型图谱桨的桨叶截面形状为翼型，相对其它桨型效率较高。在对经典的图谱和B型图谱桨参数研究比较之后，基于PropCad对B型图谱桨进行了优化设计，导入SolidWorks生成三维模型实现了参数化建模，模型是盘面比为35%的三叶B型图谱桨。通过ICEM CFD对三维模型进行了网格划分,网格分为流动域、旋转域两部分。在Fluent中利用MRF模型进行数值仿真计算，模型设置为RNG k-epsilon模型，将仿真计算的结果与螺旋桨水下实际应用效果进行了对比。仿真结果和实际效果一致，证明了此建模方法的准确性、可靠性，同时也证明了此螺旋桨实际应用时水动力性能优越。     

黄河浅吃水船螺旋桨设计工况点的选择

针对浅吃水船型螺旋工作过程中负荷经常变化的特点，提出了一种设计螺旋桨的新思路，按该方法对黄河某浅吃水船的螺旋桨进行了设计计算，得到了一些有益结论。     

吊舱推进器及其螺旋桨的敞水性能估算

对影响吊舱推进器螺旋桨性能的因素进行了分析,提出应用常规螺旋桨图谱估算POD桨敞水特性曲线的方法,根据已知POD桨的敞水特性资料,通过保持盘面比不变改变螺距比迭代计算得到等效常规螺旋桨,根据得到的螺距比变化规律和常规桨图谱,设计POD桨和估算其敞水特性,并给出算例。     

荷兰船模水池B系列螺旋桨新旧图谱的比较

本文详细介绍了荷半船模水池１９７８年版Ｂ系列螺旋桨图谱的几何尺度、图谱的新旧表达形式，在计算Ｋ１、Ｋｑ的回归系数的基础析旧图谱在性能及叶剖面截面形状的变化进行了比较，供设计人员设计时参考。     

基于图谱设计法的11300 DWT油船螺旋桨优化设计

针对目前航运市场萧条、船舶运价急剧下降、能源消耗大、运营成本居高不下的问题,以11 300 DWT油船为研究对象,运用图谱设计法对螺旋桨进行优化设计,并利用CFD方法对螺旋桨优化后的淌水性能与节能效果进行了数值模拟及实船试验,进而达到船舶节能降耗的目的。实船试验结果表明,优化后的螺旋桨在保证效率的同时,船舶油耗下降约19%,在很大程度上降低了船舶的运营成本。     

最小二乘法在螺旋桨设计中的应用

目前在螺旋桨设计中,大都是按图谱设计。在设计中,列表、查图、计算,工作量较大。为了寻求一种捷径,用简单的及适应性广的方法来设计螺旋桨,同时把船型及主机对航速的影响能反映在螺旋桨设计中,尝试性地把最小二乘法引入螺旋桨的设计中,然后用电子计算机进行处理。目前各种微机已基本普及,采用这种方法极为方便,只要输入船体、主机的各个参数,能很快地得到螺旋桨的最佳要素。由于这种方法尚属探索,一定有不完善的地方,有待进一步研讨。一、各曲线的处理按图谱设计最佳螺旋桨是从“最佳效率曲线”着手。对于一定的盘面比,给定一个马力系数     

现代船用柴油主机的选型

1 船用柴油主机选型方法简介 当需要对某一船舶进行柴油主机选型时，首先必须确定该船舶的下列特性：船型（如油船、散货船和集装箱船等）、设计船速、净吨位和设计吃水等。 当船舶的主要特性确定后，根据如"Harvald"或"Holtrop & Mennen"等有关确定螺旋桨功率的方法确定螺旋桨功率，此时的螺旋桨功率是不带海况储备的、在平静海面上的船舶试航功率，即螺旋桨设计功率；根据如"Wageningen"、"SSPA"（瑞典海运研究协会）、"MAU"（改进的AU）等螺旋桨系列，就能确定螺旋桨的有关尺寸、转速及轻桨运行曲线。该螺旋桨的有关尺寸、转速、设计功率和轻桨运行曲线可作为主机选型时的参考值。     

基于模板技术构建船舶螺旋桨设计平台

模板是提取设计过程中可重复的设计、建模、分析操作过程并进行封装,从而形成的模块化组件。运用模板技术构建统一关联模型,集螺旋桨理论设计、螺旋桨快速建模、螺旋桨水动力性能分析及螺旋桨结构强度分析于一体,形成基于流程和知识驱动的螺旋桨集成设计与分析一体化应用平台。平台以知识封装(单元模板)、流程自动化(组合模板)和数据管理(模板库和PDM)为内容对螺旋桨的设计进行集成化,集成化后的分析结果与手动处理结果一致。经初步应用,系统有效验证了螺旋桨集成设计与分析的可行性和高效性,可简化工作,缩短设计周期并提高工作效率,从而引导与促进船舶综合集成设计平台的创建。     

现代船用螺旋桨设计应用程序研究

通过建立在现代螺旋桨数值升方面理论一涡格法基础上的计算程序的数值试验，对照实验数据，改进了程序计算结果的准确性。应用程序设计了螺旋桨，并进行了模型试验，螺旋桨的推进和空泡性能符合设计要求，进一步证明了设计程序的实用性和可靠性。为了方便应用程序，采用混合编程形式，构成现代螺旋桨实用程序包。该程序包可以完成螺旋桨理论设计、水动力性能计算、最佳侧斜选择和绘制螺旋桨图纸等工作。     

关于螺旋桨图谱设计中空泡校核工况的选择

在螺旋桨的常规图谱设计中,以往多将无裕度的设计工况作为空泡校核工况。但当改用留有一定裕度的设计工况后,空泡校核工况应如何选择,本文对此进行了探讨。螺旋桨常规图谱设计中,“空泡校核”的实质就是对根据“设计工况”所设计的一组叶面比不同的螺旋桨,按“空泡校核工况”和指     

基于响应面法的螺旋桨多目标优化

为了探究影响螺旋桨水动力性能的因素，基于FLUENT软件和CFD滑移网格技术对标准桨DTMB 4119进行模拟，验证该方法的可靠性；应用该方法对不同螺距比、盘面比和纵倾角的Wageningen B型螺旋桨进行数值模拟，得到这3个因素对螺旋桨推力系数、扭矩系数和效率的影响规律；基于Box-Behnken方法设计三因素三水平试验组，采用响应面法建立三因素与目标函数的优化数学模型，得到三因素对螺旋桨水动力性能的耦合影响。结果表明，影响推力系数和扭矩系数的因素按影响大小排序为螺距比>盘面比>纵倾角。同时，在现有电机功率限制条件下，优化得到产生最大推力的螺旋桨参数。     

超大型矿砂船螺旋桨空泡剥蚀研究

为解决某超大型矿砂船螺旋桨梢部随边剥蚀问题，在中国船舶科学研究中心大型循环水槽中开展了全附体船舶带螺旋桨模型的空泡与脉动压力特性研究，确认了实船螺旋桨空泡剥蚀产生的原因，并基于产生剥蚀空泡的动态特征，设计了三种不同解决方案，期望改善矿砂船螺旋桨空泡运动行为，降低空泡剥蚀风险。试验结果表明：对原螺旋桨压力面导边0.6R～1.0R削边处理，可增加空泡体积与稳定性，明显改善原螺旋桨叶梢空泡动态行为，降低剥蚀风险；新设计的Eppler剖面螺旋桨，可产生无害的空泡形态，避免了空泡剥蚀的产生。     

条辐叶螺旋桨发明与设计、制作、试验报告

作者依据十余年研究发现的“螺旋桨扭切应力损耗原理”发明“条辐叶螺旋桨”并申报中国发明专利。1996年，按推进效率0.70、0.75、0.80设计制作了3只条辐叶挂机螺旋桨，完成多次挂机船试验，创造出推进效率达到0.786，提高船速12％的高技术指标。